[发明专利]一种应用漂浮型光催化剂的紫外光催化水处理装置

说明书

本发明公开了一种应用漂浮型光催化剂的紫外光催化水处理装置。该装置包括光催化旋流反应器和珠水分离器，其中光催化旋流反应器包括光催化反应室和紫外灯，紫外灯设置在光催化反应室内，紫外灯两端与光催化反应室两端密封连接，光催化反应室下端设第一旋流进口(11)；珠水分离器包括光催化剂溢出室和沉降室，光催化剂溢出室上端设第二旋流进口(9)，沉降室下端设出水口和沉淀物排放口；第一旋流进口(11)通过泵连接光催化剂溢出室的出口以及进水管路；第二旋流进口(9)通过管路连接光催化反应室上端出口。采用本发明能够使漂浮型光催化剂在应用过程中具备良好的分散性能和光催化性能，同时实现光催化剂的回收循环利用，推动漂浮型光催化剂在水处理中的规模化应用。

技术领域

本发明涉及一种应用漂浮型光催化剂的紫外光催化水处理装置，属于水处理技术领域。

背景技术

相比fenton氧化法、臭氧氧化法、ClO₂催化氧化法等几种高级氧化法，光催化法因其最强的氧化能力一直受到学者以及工业应用的广泛关注，尤其是在现代印染、石化及制药等工业发展产生越来越多难降解有机废水的情况下。相关行业废水中的难降解有机物种类增多，降解难度不断加大，对光催化技术有着潜在的巨大需求。

但目前，国内外对光催化技术的研究大多还处于实验室研究阶段，少部分的实际应用则主要是在水或空气消毒领域，把该技术应用于大规模难降解有机废水处理领域的案例极为鲜见。光催化实际应用技术发展缓慢，主要受限于高性能易回收光催化剂的制备和性能稳定的光催化装置的研制。在光催化剂研究方面，鉴于光催化剂价格较贵，光催化剂的易回收性成为当前研究中的重点。为提高光催化剂的回收性能，很多学者将目光投向负载型光催化剂的研制，如将纳米二氧化钛负载于多孔硅胶、矿物、陶瓷、活性炭等物质的表面，负载型光催化剂还避免了纳米光催化粉体易团聚的问题。此外，还有一种非常新颖的负载方式，就是将纳米二氧化钛负载于一种轻质(密度小于水)材料表面，从而制备出静止状态下可漂浮于水面的光催化材料。相比沉水性负载材料，此类密度小于水的漂浮型负载材料(已有相关的授权发明专利)具备更加优良的回收性能。此类漂浮型轻质负载材料包括粉煤灰空心微珠等。

在漂浮型光催化剂研制基础上，与之相匹配光催化装置的设计则成为另一个研究重点，此类光催化装置需具备两个特点：一是可实现光催化剂在废水中均匀分布；二是可实现光催化剂的回收。但目前市场上乃至实验室都缺乏此类光催化装置的设计，因此，亟待设计研制应用于漂浮型光催化剂的紫外光催化水处理装置，以推动光催化技术的规模化应用。

发明内容

本发明的目的在于：针对漂浮型光催化剂在水处理中的实际应用需求，开发一种应用漂浮型光催化剂的紫外光催化水处理装置，使漂浮型光催化剂在应用过程中具备良好的分散性能和光催化性能，同时实现光催化剂的回收循环利用，推动漂浮型光催化剂在水处理中的规模化应用。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种应用漂浮型光催化剂的紫外光催化水处理装置，该装置包括光催化旋流反应器和珠水分离器两个主体部分，其中光催化旋流反应器包括光催化反应室和紫外灯，紫外灯设置在光催化反应室内，紫外灯两端与光催化反应室两端密封连接，光催化反应室下端设第一旋流进口(11)；珠水分离器包括光催化剂溢出室和沉降室，光催化剂溢出室上端设第二旋流进口(9)，沉降室下端设出水口和沉淀物排放口；第一旋流进口(11)通过泵连接光催化剂溢出室的出口以及进水管路；第二旋流进口(9)通过管路连接光催化反应室上端出口。

优选地，所述紫外灯沿光催化反应室中心径向设置。

优选地，所述光催化反应室、光催化剂溢出室和沉降室的材质为有机玻璃。

优选地，所述光催化剂溢出室底面与水平面呈5°～15°夹角。

优选地，所述沉降室的出水口位置高于沉淀物排放口。

所述紫外光催化水处理装置的使用过程包括以下步骤：